Principi della termodinamica

FISICA TECNICA

*ATTENZIONE: questi appunti sono esclusivamente per uso personale, non possono essere modificati, venduti e distribuiti senza il permesso dell’autore. Non vogliono essere in alcun modo intesi come una sostituzione alle lezioni, ma possono essere utili per confrontare i propri appunti. Non mi assumo alcuna responsabilità per eventuali errori o imprecisioni. In bocca al lupo.

Riccardo Bedore

FISICA TECNICA

*ATTENZIONE: questi appunti sono esclusivamente per uso personale, non possono essere modificati, venduti e distribuiti senza il permesso dell’autore. Non vogliono essere in alcun modo intesi come una sostituzione alle lezioni, ma possono essere utili per confrontare i propri appunti. Non mi assumo alcuna responsabilità per eventuali errori o imprecisioni. In bocca al lupo.

Riccardo Bedore

Fisica Tecnica

Termodinamica: Trasformazione di calore in lavoro

• Non tutto il calore è trasformabile in lavoro (⇔ calore ≠ lavoro, e viceversa)

La termodinamica parte dalla meccanica (mondo ideale)

• Mondo reale ≠ mondo ideale
• Sistema e stato sono concetti primitivi

Sistema: porzione di spazio materiale separato dal resto dell'universo mediante una superficie di controllo

L'elemento base = oggetto sotto esame

• Mondo macroscopico Ipotesi del continuo: non si scende al livello degli atomi; materia distribuita uniformemente nello spazio (omogeneo)

Nel mondo microscopico sono in grado di separare la materia fino a giungere a tutto ciò che è elementare

La termodinamica è in accordo sia con sistemi microscopici che macroscopici

Cosa serve per identificare il sistema?

• Tipo e quantità di costituenti _{ν1234...}] = m →d vettore costituenti}
• Parametri: descrivono le forze (p. confinamento) o le loro azioni _{β123...} = β →d vettore parametri (forze esterne)}

* Un altro caso in cui il campo vettoriale può essere descritto da un solo parametro è l'acc. di gravità

Singoli valori dei parametri riassunticampo di forzeLa nostra parametersR. riconducono alsolo β_xV_Y sintesi delle forze di contenim.

Le forze interne ci sono ma vengono ignorate

Non importa dalla geometria delle pareti (che contengono le forze di contenimento), ciò che importa è la quantità di materia che può essere cont. in esse

Stato del sistema: condizioni in cui si trova il sistema →d Richiamo grandezza fisica (GF) → ciò che è misurabile

Presupposto che mi porta ad associare unicamente un numero ad una grandez.

P_s Proprieta

Caratteristica macroscopica di un sistema (tipo massa, volume, energia...) al quale si può assegnare un valore numerico.

• Grandezza fisica dovuta a una misurazione
• Uno stato del sistema è definito quando è definito il valore proprietà P_s

Vero fino a prova contraria.

Principio di stato

Qualunque sia il sistema sono sempre in grado di identificare proprietà indipendenti. Dal punto di vista matematico, base di proprietà (sempre identificabile).

Tipo di grandezze (e di conseguenza proprietà):

• Grandezze estensive: il valore finale di un sistema è dato dalla somma delle singole parti a cui il sistema è costituito (rispondono alla massa).
• Grandezze intensive: ad es. temperatura, pressione, densità. (non dipendono dalla massa, non additive)
• Grandezze estensive specifiche: rapporto di 2 grandezze estensive

Quindi:Per identificare sistema: Sistema ⇄ M = {m₁, m₂, ..., m_x} β = {β₁, β₂, ..., β₃} = {V, O, ..., O}

Per identificare uno stato: Stato ⇄ P = {P₁, P₂, ..., P_n}

Processo:

Evoluzione (nel tempo) del sistema da uno stato iniziale ad uno stato finale, descritta da un equazione di moto.

L'eq. di moto vale nel mondo ideale (meccanico) ma non in quello reale.

Non potendo definire un eq. di moto (per mondo reale, ovvero termodinamica), per identificare il processo si fa così:

• Individuo stato iniziale
• Individuo stato finale
• Descrivo effetti netti sul mondo esterno

-D processo stazionario -D processo costante nel tempo

Processo non meccanico -D avviene senza interazioni con l'ambiente,

Processo spontaneo: Processo che avviene senza interazioni col

mondo esterno (no effetti esterni), per dinamica interna

Avviene perché i sistemi considerati non sono elementari, ma vi sono

delle dinamiche interne a cui sono soggetti

- 2 processi sono uguali se hanno stesso stato ini